炭黑含量测定方法研究

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1、炭黑含量测定方法研究一空气环境中炭黑含量测定方法研究1.1前言在炭黑厂废气污染物中炭黑粉尘是主要的污染物之一，由于炭黑粉尘是疏松质轻且粒径极小的黑色粉末，在空气环境中令人讨厌，在黑炭厂周围的金业及屈民反映强烈。然而在大气环境现状监测中，测定总悬浮微粒常常是不超标。即使在感觉比较严重的情况下，监测所得到的结果也只有lmg/NM3（每标准立方米）左右，浓度水平在国家大气环境质量二级标准中任何一次浓度值附近波动。这就给我们提出了以下的问题。1.炭黑粉尘是否属于总悬浮微粒的范畴。2.炭黑粉尘与空气小总悬浮微粒的比例关系。对于第

2、一个问题，水利电力部苏州热工研究所在苏州炭黑厂环境影响评价报告书中，已有结论性的意见。即炭黑中飘尘分量仅占20~30%。炭黑粒径主要分布在总悬浮微粒区。为了准确地监测炭黑粉尘对人气环境的影响、了解炭黑粉尘与空气屮总悬浮微粒的比例关系、我们以武汉炭黑厂为例、做了炭黑粉尘与空气屮总悬浮微粒的比重实验与炭黑在总悬浮微粒中的含屋实验。从而提出空气环境中灰黑含量的测定方法。1.2实验部分1.2.1实验方法选择由于总悬浮微粒滤膜采样量少，且不容易处理。因此，考虑选用空气坏境屮自然降尘作为实验方法。降尘是指从空气中自然降落于地而的颗

3、粒物，其粒径多在10um以上，而11炭黑的付聚体粒径在10-70um左右，符合总悬浮微粒的0.1-100um的粒径范畴。因此选用自然降尘作实验是可行的。2.实验样品采集：（以武汉炭黑厂环境评价为实例）根据常年主导风向的下风向和工厂周围的居民反映:在以炭黑厂为中心2平方公里的范围内布设采样点4个。同时在省环保所实验人楼布设实验点。按照《环境空气监测质量保证手册》中环境空气中占然沉降物的采样方法进行采集。时间周期为每月测定1次。在7,8,9,10月测定，共进行4次。样詁采集：采用集4罐定点定时采样，每次采集前均向集尘罐内加

4、入500ml蒸僻水，同时准确加入一定量的CuSO4溶液，防止集尘罐屮微生物和藻类生长。3.实验样晶测定（1）自然沉降量的测定：将瓷蒸发皿洗净，编号。在105°C烘箱中烘3小时，取出放在干燥器内，冷却50分钟后，在分析天平上称重，再在105°C烘50分钟，冷却50分钟，再称重，直至恒重（两次重量之差小于0.4mg）0将已采集的样品，用锻子将落入缸内的界物取出，将缸内的溶液和尘粒全部转入1000ml烧杯中，在电热板上小心蒸发，使体积浓缩至10ml左右时，转入瓷j甘坍屮，在电热水浴上小心蒸干示，于105°C烘箱中烘干至恒重。

5、计算公式：降尘量式中:W］为降尘和瓷钳锅重量（g）；Wa为瓷钳锅重量（g）；Wc为CuSO4经蒸发并烘干后的重量（g）;S为集尘罐I」面积(cm3)；n为采样天数。(2)自然沉降量中炭黑含量的测定：将已测定口然沉降量完毕的蒸发皿在马福炉内以825°C±25°C的条件下，灼烧1小时后，待炉内温度降至30°C以下时取出放入干燥器屮，冷却50分钟，称重。再在825°C±25°C灼烧1小时，冷却称量，直到恒重。在马福炉小烧掉的为炭黑含量。由于在825°C除炭黑本身被燃烧掉外，可能在集尘罐内其它的一些可燃性物质也会被烧掉，而误计

6、成为炭黑。为此,我们在环境较好，离炭黑厂约10公里的省环保所大楼布设实验点，以确定被燃烧可燃物的含量。计算公式：炭黑含量式中：W2为降尘和Jtt锅在825°C燃烧前的ffiS(g)o(恒重)Wb为降尘中非炭黑可燃物的重量(g)。此数据为省环保所实验点提供。Wd为降尘和堆竭在825°C燃烧后的重量(g),(恒重)。(3)口然降尘和炭黑比重的测定：将采样所得的降尘样品，混匀粉碎后过200H筛，经过一定体积的容器屮，称重，得到单位体积屮自然降尘的重量。将炭黑厂炭黑产品过200目筛后，装入同-咻积的容器中，称重，得到单位体积中

7、炭黑的重量。1.3结果与讨论1.3.1自然沉降量中非炭黑可燃成分的佔算：为了准确的测定自然沉降屮炭黑的含量，必须知道自然沉降小与测定炭黑同等条件卜•非炭黑可燃物的含量。为此，我们在省环保所实验人楼设定了实验监测点，用测定H然降尘的同等方法，测定自然降尘中非炭黑可燃物的含虽。同时假设省环保所实验人楼所采的样品不含炭黑或町忽略不计，测定结果见表1所示。从表一中结果看：自然沉降量中除炭黑外，还存在—•些非炭黑的可燃物，其中平均量为2.22,占降尘量的24.5%。由此可得，在测定炭黑含量时，应该扎I除这一部分。表1口然降尘中非

8、炭黑可燃物量的测量结果单位采样时间及天数蒸发皿重®(g)蒸发皿+降尘重量(g)CuSO4残留物重量(g)825°C烧后重量(g)可燃物量(g)可燃物量占降尘中的含量1991.7.(30)99.585299.82080.105199.79709.332.1923.41991.8.(31)99.585099.84070.105199.